JP7802017B2 - デジタル電池のセパレータ及びその作製方法 - Google Patents

デジタル電池のセパレータ及びその作製方法

Info

Publication number
JP7802017B2
JP7802017B2 JP2022576107A JP2022576107A JP7802017B2 JP 7802017 B2 JP7802017 B2 JP 7802017B2 JP 2022576107 A JP2022576107 A JP 2022576107A JP 2022576107 A JP2022576107 A JP 2022576107A JP 7802017 B2 JP7802017 B2 JP 7802017B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
separator
digital battery
battery
resistance
digital
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022576107A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023530910A (ja
JP2023530910A5 (ja
Inventor
躍 程
佳苑 黄
挺 顧
方波 何
倩倩 劉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhuhai Energy New Materials Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhuhai Energy New Materials Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhuhai Energy New Materials Technology Co Ltd filed Critical Zhuhai Energy New Materials Technology Co Ltd
Publication of JP2023530910A publication Critical patent/JP2023530910A/ja
Publication of JP2023530910A5 publication Critical patent/JP2023530910A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7802017B2 publication Critical patent/JP7802017B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/417—Polyolefins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/443—Particulate material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491—Porosity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/497—Ionic conductivity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Description

本発明は、セパレータの生産の技術分野に関し、具体的に、デジタル電池のセパレータ及びその作製方法に関するものである。
リチウムイオン電池は、正極シート、負極シート、セパレータ及び電解質材料という四つの重要な材料で構成される。リチウム電池の構造において、セパレータは重要な内層組立の一つであり、主に、電池の正極と負極とを隔離することにより両極の接触・短絡を防止するとともにリチウムイオンを通過させることを機能する。セパレータの性能は、電池の耐用年数、使用の安全性、放電レート、電池の内部抵抗、空隙率（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）、吸液率（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｕｐｔａｋｅ）及び電池容量の優劣を直接的に決定し、電池の総合性能の向上に対して重要な役割を果たす。ここで、電池セパレータの厚さは、電池の性能に影響する主な要因の一つであり、検討されているホットスポットである。
セパレータ市場は、デジタル製品のバージョンアップに伴い、より極薄のセパレータが要求されており、また、極薄のセパレータの耐熱性能、熱収縮などの性能もより厳しく要求されている。
本発明は、耐熱性がよく、イオン導電率が高い極薄のデジタル電池のセパレータを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る技術案は以下のとおりである。
ベースフィルムと、ベースフィルムの少なくとも一つの表面に塗布されたポリマー塗層とを備えるデジタル電池のセパレータであって、前記セパレータは、厚さが３～１０μｍであり、イオン導電率が０．７０～４．７０ｍＳ・ｃｍ－１である、ことを特徴とするデジタル電池のセパレータ。
本発明は、従来技術に対して以下のような有益効果を有する。
本発明に係るデジタル電池のセパレータは、厚さが商業化セパレータより薄く、占用空間が小さく、耐熱性がよりよく、高温でより低い熱収縮率を保持することができ、優れた安全性を提供することができ、セパレータが高温熱収縮で突き破られることによる電池内部の短絡などの危険事故の発生を効果的に回避することができる。
本発明は、上記デジタル電池のセパレータの作製方法を提供することを他の目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る技術案は、デジタル電池のセパレータの作製方法であって、
前記有機無機ポリマー、分散剤、接着剤を取って撹拌して混合することにより、完成品スラリーを取得して準備しておくステップＳ１と、
完成品スラリーを、Ｔ１の温度及び０．１％～１０％の塗布と延伸の速度差で、ベースフィルムの表面に塗布することによりセパレータ製品を取得し、次に、Ｔ２の巻き戻し温度及び１～２０Ｎの塗布時の巻き取り・巻き出し張力で、巻き戻しを行い、最後に、０．５～３０Ｎの分割の巻き取り・巻き出し張力及び０．０１～０．２Ｎの接触圧力で、分割を行い、分割の完了後に、デジタル電池のセパレータを取得するステップＳ２と、を備えるデジタル電池のセパレータの作製方法。
本発明は、従来技術に対して以下のような有益効果を有する。
本発明に係る作製方法によるデジタル電池のセパレータは、現在の産業化のセパレータより薄く、セパレータの空隙率及び通気性を改善するとともに電池抵抗及びセパレータ本体の抵抗の低減にも寄与し、電池のイオン導電率乃至電池の容量、レート性能及び電池の耐用年数を効果的に向上させる。
図１は本発明に係るデジタル電池のセパレータの構造概略図である。
以下、本発明に係るデジタル電池のセパレータの実施形態を提供する。
実施例１
図１に示すように、本発明に係るデジタル電池のセパレータは、ベースフィルム１と、ベースフィルム１の一つの表面に塗布されたポリマー塗層２とを備える。
上記デジタル電池のセパレータの作製方法は、
質量分率が９９％である有機無機ポリマー、質量分率が０．５％である分散剤、質量分率が０．５％である接着剤を取って、８００ｒｐｍの速度で１ｈ撹拌することにより、粒径が２Ｎｍである完成品スラリーを取得して準備しておくステップＳ１と、
完成品スラリーを、Ｔ１（５０℃）の温度及び５％の塗布と延伸の速度差で、ベースフィルムの表面に塗布することによりセパレータ製品を取得し、５０℃で乾燥し、次に、Ｔ２（７５℃）の巻き戻し温度及び１０Ｎの巻き取り・巻き出し張力で、巻き戻しを行い、最後に、０．５Ｎの分割の巻き取り・巻き出し張力及び０．０１Ｎの接触圧力で、分割を行い、分割の完了後に、本発明に係るデジタル電池のセパレータを取得するステップＳ２と、を備える。
試験検出によると、本発明に係る完成品のデジタル電池のセパレータは、厚さが７μｍであり、通気値が２００ｓ／１００ｃｃであり、空隙率が３０％以下であり、２００℃での熱収縮率が８％以上であり、セパレータ本体の抵抗が３０Ω以上であり、電池抵抗が１００Ω以上であり、イオン導電率が０．７０～１．７０ｍＳ・ｃｍ－１である。
実施例２
実施例１の作製方法に従って図１に示すデジタル電池のセパレータを作製する。ただし、それらの相違点は、
ステップＳ２において、完成品スラリーをＰＥベースフィルムの表面に塗布することによりセパレータ製品を取得すること、及び、
ステップＳ２において、分割の巻き取り・巻き出し張力が１０Ｎであること、にある。
試験検出によると、本発明に係る完成品のデジタル電池のセパレータは、厚さが７μｍであり、通気値が２００ｓ／１００ｃｃであり、空隙率が３０～６０％であり、２００℃での熱収縮率が３％以下であり、セパレータ本体の抵抗が０．１～３０Ω以上であり、電池抵抗が１０～１００Ω以上であり、イオン導電率が２．１０～４．７０ｍＳ・ｃｍ－１である。
実施例３
実施例１の作製方法に従って作製する。ただし、それらの相違点は、ステップＳ２において分割の巻き取り・巻き出し張力が実施例１にて０．５Ｎであるが本実施例にて３０Ｎであること、にある。
試験検出によると、本発明に係る完成品のデジタル電池のセパレータは、厚さが７μｍであり、通気値が２００ｓ／１００ｃｃであり、得られた塗布フィルムの空隙率が３０％以下であり、２００℃での熱収縮率が８％以上であり、セパレータ本体の抵抗が３０Ω以上であり、電池抵抗が１００Ω以上であり、イオン導電率が０．７０～１．７０ｍＳ・ｃｍ－１である。
実施例４
実施例１の作製方法に従って作製する。ただし、それらの相違点は、
Ｓ２において塗布と延伸の速度差が１０％であり接触圧力が０．１Ｎであること、にある。
試験検出によると、セパレータは、厚さが３μｍであり、通気値が３００ｓ／１００ｃｃであり、空隙率が３０％以下であり、２００℃での熱収縮率が８％以上であり、セパレータ本体の抵抗が３０Ω以上であり、電池抵抗が１００Ω以上であり、イオン導電率が０．７０～１．７０ｍＳ・ｃｍ－１である。
実施例５
実施例１の作製方法に作製する。ただし、それらの相違点は、
ステップＳ１において、塗布機にて７００ｒｐｍの撹拌速度で０．０１ｈ撹拌することにより粒径が０．１Ｎｍであるスラリーを取得すること、及び
ステップＳ２において、Ｔ１（７０℃）の塗布温度、０．１％の塗布と延伸の速度差及び２０Ｎの巻き取り・巻き出し張力で塗布し、Ｔ２（７０℃）で巻き戻すこと、にある。
試験検出によると、本発明に係る完成品のデジタル電池のセパレータは、厚さが１０μｍであり、通気値が８０ｓ／１００ｃｃであり、空隙率が３０％以下であり、２００℃でのセパレータの熱収縮率が８％以上であり、セパレータ本体の抵抗が３０Ω以上であり、電池抵抗が１００Ω以上であり、イオン導電率が０．７０～１．７０ｍＳ・ｃｍ－１である。
実施例６
実施例１の作製方法に従って作製する。ただし、それらの相違点は、
ステップＳ１において、有機無機ポリマー、分散剤、接着剤を塗布機にて１３００ｒｐｍの撹拌速度で７ｈ撹拌することにより、粒径が１０Ｎｍであるスラリーを取得すること、及び、
ステップＳ２において、Ｔ１（６０℃）の塗布温度、６％の塗布と延伸の速度差及び１Ｎの塗布時の巻き取り・巻き出し張力で、完成品スラリーをＰＥベースフィルムに塗布し、次に、Ｔ２（１００℃）の巻き戻し温度で巻き戻しを行い、さらに、５Ｎの分割の巻き取り・巻き出し張力及び０．２Ｎの接触圧力で分割を行うこと、にある。
試験検出によると、本発明に係る完成品のデジタル電池のセパレータは、厚さが６μｍであり、通気値が２０ｓ／１００ｃｃであり、得られた塗布膜の空隙率が３０～６０％であり、２００℃でのセパレータの熱収縮率が３％以下であり、セパレータ本体の抵抗が０．１～３０Ωであり、電池抵抗が１０～１００Ωであり、イオン導電率が２．１０～４．７０ｍＳ・ｃｍ－１である。
実施例７
実施例１の作製方法に従って作製する。ただし、それらの相違点は、
Ｓ２において、４％の塗布と延伸の速度差で塗布し、分割の巻き取り・巻き出し張力を１５Ｎとすること、にある。
試験検出によると、本発明に係る完成品のデジタル電池のセパレータは、厚さが８μｍであり、通気値が２００ｓ／１００ｃｃであり、得られた塗布膜の空隙率が３０～６０ｓ／１００ｃｃであり、２００℃でのセパレータの熱収縮率が３％以下であり、セパレータ本体の抵抗が０．１～３０Ωの範囲内にあり、電池抵抗が１０～１００Ωであり、イオン導電率が２．１０～４．７０ｍＳ・ｃｍ－１である。
表１は、異なる分割張力（分割の巻き取り・巻き出し張力）の条件で作製された本発明に係るデジタル電池のセパレータの熱収縮性能試験、本体抵抗及びインピーダンス試験、空隙率及びイオン導電率のデータ結果である。
表２は、異なる塗布と延伸の速度差の条件で作製された本発明に係るデジタル電池のセパレータの熱収縮性能試験、本体抵抗及びインピーダンス試験、空隙率及びイオン導電率のデータ結果である。
表３は、異なるセパレータの厚さの条件での本発明に係るデジタル電池のセパレータの熱収縮性能試験、本体抵抗及びインピーダンス試験、空隙率及びイオン導電率のデータ結果である。
表４は、異なる通気値の条件でのデジタル電池のセパレータの熱収縮性能試験、本体抵抗及びインピーダンス試験、空隙率及びイオン導電率のデータ結果である。


表１
表２
表３
表４
表１に示すように、本発明に係るデジタル電池のセパレータの電池抵抗及び本体抵抗試験、空隙率及びイオン導電率のデータ結果から分かるように、デジタル電池のセパレータは、分割張力が異なる場合に、性能が異なる。デジタル電池のセパレータは、分割張力が０．５Ｎ及び３０Ｎである場合に、熱収縮率が８％以上であり、電池抵抗が１００Ω以上であり、セパレータ本体の抵抗が３０Ω以上であり、空隙率が３０％以下であり、イオン導電率が０．７０～１．７０ｍＳ・ｃｍ－１である。デジタル電池のセパレータは、分割張力が１０Ｎである場合に、熱収縮率が３％以下であり、電池抵抗が１０～１００Ωであり、本体の抵抗が０．１～３０Ωであり、空隙率が３０～６０％であり、イオン導電率が２．１０～４．７０ｍＳ・ｃｍ－１である。上記から分かるように、デジタル電池のセパレータは、分割張力が０．５～３０Ｎである場合に、性能がよい。ここで、デジタル電池のセパレータは、分割張力が１０Ｎである条件で、抵抗安全性、断熱性能及び耐熱性能がよりよく、かつインピーダンスがより低く、イオン導電率がより高く、高温でのセパレータの熱収縮やフィルム破壊現象の発生による正極と負極との直接接触乃至電池内部の短絡という安全上のリスクを回避することができ、開発の見通しが良い。
表２に示すように、本発明に係るデジタル電池のセパレータの電池抵抗及び本体抵抗試験、空隙率及びイオン導電率などのデータ結果から分かるように、デジタル電池のセパレータは、塗布と延伸の速度差が異なる場合に、性能が異なる。デジタル電池のセパレータは、塗布と延伸の速度差が０．１％及び１０％である場合に、熱収縮率が８％以上であり、電池抵抗が１００Ω以上であり、セパレータ本体の抵抗が３０Ω以上であり、空隙率が３０％以下であり、イオン導電率が０．７０～１．７０ｍＳ・ｃｍ－１である。デジタル電池のセパレータは、塗布と延伸の速度差が５％である場合に、熱収縮率が３％以下であり、電池抵抗が１０～１００Ωであり、セパレータ本体の抵抗が０．１～３０Ωであり、空隙率が３０～６０％であり、イオン導電率が２．１０～４．７０ｍＳ・ｃｍ－１である。上記から分かるように、デジタル電池のセパレータは、塗布と延伸の速度差が０．１％～１０％である場合に、性能がよい。ここで、デジタル電池のセパレータは、塗布と延伸の速度差が５％である条件で、抵抗安全性、断熱性能及び耐熱性能がよりよく、かつインピーダンスがより低く、イオン導電率がより高く、高温でのセパレータの熱収縮やフィルム破壊現象の発生による正極と負極との直接接触乃至電池内部の短絡という安全上のリスクを回避することができ、開発の見通しが良い。

表３に示すように、本発明に係るデジタル電池のセパレータの電池抵抗及び本体抵抗試験、空隙率、通気性及びイオン導電率などのデータ結果から分かるように、デジタル電池のセパレータは、セパレータの厚さが異なる場合に、性能が異なる。デジタル電池のセパレータは、セパレータの厚さが３μｍ及び１０μｍである場合に、熱収縮率が８％以上であり、電池抵抗が１００Ω以上であり、本体の抵抗が３０Ω以上であり、空隙率が３０％以下であり、イオン導電率が０．７０～１．７０ｍＳ・ｃｍ－１である。デジタル電池のセパレータは、塗布厚さが７μｍである場合に、熱収縮率が３％以下であり、電池抵抗が１０～１００Ωであり、セパレータ本体の抵抗が０．１～３０Ωであり、空隙率が３０～６０％であり、イオン導電率が２．１０～４．７０ｍＳ・ｃｍ－１である。上記から分かるように、デジタル電池のセパレータは、セパレータの厚さが３～１０μｍである場合に、性能がよい。ここで、デジタル電池のセパレータは、セパレータの厚さが７μｍである条件で、抵抗安全性、断熱性能及び耐熱性能がよりよく、かつインピーダンスがより低く、イオン導電率がより高く、高温でのセパレータの熱収縮やフィルム破壊現象の発生による正極と負極との直接接触乃至電池内部の短絡という安全上のリスクを回避することができ、開発の見通しが良い。
表４に示すように、本発明に係るデジタル電池のセパレータの電池抵抗及び本体抵抗試験、空隙率及びイオン導電率などのデータ結果から分かるように、デジタル電池のセパレータは、通気値が異なる場合に、性能が異なる。デジタル電池のセパレータは、セパレータの通気値が８０ｓ／１００ｃｃ及び３００ｓ／１００ｃｃである場合に、熱収縮率が８％以上であり、電池抵抗が１００Ω以上であり、本体抵抗が３０Ω以上であり、空隙率が３０％以下であり、イオン導電率が０．７０～１．７０ｍＳ・ｃｍ－１である。デジタル電池のセパレータは、セパレータの通気値が２００ｓ／１００ｃｃである場合に、熱収縮率が３％以下であり、電池抵抗が１０～１００Ωであり、セパレータ本体の抵抗が０．１～３０Ωであり、空隙率が３０～６０％であり、イオン導電率が２．１０～４．７０ｍＳ・ｃｍ－１である。上記から分かるように、デジタル電池のセパレータは、セパレータの通気値が８０～３００ｓ／１００ｃｃである場合に、性能がより高い。ここで、デジタル電池のセパレータは、セパレータの通気値が２００ｓ／１００ｃｃである条件で、抵抗安全性、断熱性能及び耐熱性能がよりよく、かつインピーダンスがより低く、イオン導電率がより高く、高温でのセパレータの熱収縮やフィルム破壊現象の発生による正極と負極との直接接触乃至電池内部の短絡という安全上のリスクを回避することができ、開発の見通しが良い。
上記は、本発明の好ましい実施形態に過ぎず、当業者であれば、本発明の思想から逸脱せずにいくつかの改善及び修飾をさらに実施することができ、これらの改善及び修飾も本発明の保護範囲内と見なされるべきである。
１ ベースフィルム
２ ポリマー塗層

Claims (5)

  1. ベースフィルムと、ベースフィルムの少なくとも一つの表面に塗布されたポリマー塗層とを備えるデジタル電池のセパレータの作製方法であって、
    有機無機ポリマー、分散剤、接着剤を取って撹拌して混合することにより、完成品スラリーを取得して準備しておくステップＳ１と、
    前記完成品スラリーを、Ｔ１の温度及び０．１％～１０％の塗布と延伸の速度差で、１～２０Ｎの塗布時の巻き取り・巻き出し張力で、前期ベースフィルムの表面に塗布することによりセパレータ製品を取得し、次に、Ｔ２の巻き戻し温度で巻き戻しを行い、最後に、０．５～３０Ｎの巻き取り・巻き出し張力及び０．０１～０．２Ｎの接触圧力で、長手方向に沿って分割を行い、分割の完了後に、デジタル電池のセパレータを取得するステップＳ２と、を備え、
    前記セパレータは、厚さが３～１０μｍであり、イオン導電率が０．７０～４．７０ｍＳ・ｃｍ－１であり、
    前記ポリマー塗層における各原料の質量分率は、有機無機ポリマーが９８％～９９．８％であり、分散剤が０．１％～１％であり、接着剤が０．１％～１％である、
    ことを特徴とするデジタル電池のセパレータの作製方法。
  2. 前記セパレータは、通気値が８０～３００ｓ／１００ｃｃである、
    ことを特徴とする請求項１に記載のデジタル電池のセパレータの作製方法。
  3. 前記セパレータは、６～８μｍであり、イオン導電率が２．１０～４．７０ｍＳ・ｃｍ－１であり、２００℃での前記セパレータのＭＤ熱収縮およびＴＤ熱収縮が３％以下である、
    ことを特徴とする請求項１に記載のデジタル電池のセパレータの作製方法。
  4. 前記セパレータは、自体の本体抵抗が０．１～３０Ωであり、空隙率が３０～６０％である、
    ことを特徴とする請求項３に記載のデジタル電池のセパレータの作製方法。
  5. ステップＳ１において、前記有機無機ポリマー、分散剤、接着剤を、７００～１３００ｒｐｍの速度で０．０１～７ｈ撹拌することにより、粒径が０．１～１０ｎｍである完成品スラリーを取得し、
    ステップＳ２において、Ｔ１を５０～７０℃とし、Ｔ２を７０～１００℃とする、
    ことを特徴とする請求項１に記載のデジタル電池のセパレータの作製方法。
JP2022576107A 2020-06-29 2021-03-11 デジタル電池のセパレータ及びその作製方法 Active JP7802017B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010609605.6 2020-06-29
CN202010609605.6A CN111769243B (zh) 2020-06-29 2020-06-29 一种数码电池隔膜及其制备方法
PCT/CN2021/080285 WO2022001174A1 (zh) 2020-06-29 2021-03-11 一种数码电池隔膜及其制备方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2023530910A JP2023530910A (ja) 2023-07-20
JP2023530910A5 JP2023530910A5 (ja) 2025-07-02
JP7802017B2 true JP7802017B2 (ja) 2026-01-19

Family

ID=72722944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022576107A Active JP7802017B2 (ja) 2020-06-29 2021-03-11 デジタル電池のセパレータ及びその作製方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US12531312B2 (ja)
EP (1) EP4175033A4 (ja)
JP (1) JP7802017B2 (ja)
KR (1) KR20230028799A (ja)
CN (1) CN111769243B (ja)
WO (1) WO2022001174A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111769243B (zh) * 2020-06-29 2021-03-19 珠海恩捷新材料科技有限公司 一种数码电池隔膜及其制备方法
CN117239355B (zh) * 2023-11-14 2024-04-09 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池和用电装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005268095A (ja) 2004-03-19 2005-09-29 Tomoegawa Paper Co Ltd 電子部品用セパレータ及びその製造方法
JP2006019146A (ja) 2004-07-01 2006-01-19 Tomoegawa Paper Co Ltd 電子部品用セパレータ及びその製造方法
WO2013133074A1 (ja) 2012-03-09 2013-09-12 帝人株式会社 非水系二次電池用セパレータ、その製造方法および非水系二次電池
KR101455943B1 (ko) 2013-10-17 2014-11-04 한양대학교 산학협력단 이차 전지용 분리막, 그 제조 방법, 및 이를 이용한 이차 전지
JP2015220223A (ja) 2014-05-14 2015-12-07 東莞新能源科技有限公司Ｄｏｎｇｇｕａｎ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ セパレータ及びリチウムイオン二次電池
JP2019521469A (ja) 2017-06-13 2019-07-25 シェンチェン シニア テクノロジー マテリアル カンパニー リミテッド マルチコア−モノシェル構造のゲルポリマーコーティングセパレータ及びその製造方法と使用
WO2019192474A1 (en) 2018-04-03 2019-10-10 Shanghai Energy New Materials Technology Co., Ltd. Coating slurries for preparing separators, separators for electrochemical devices and preparation methods therefor

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5568872B2 (ja) * 2009-03-06 2014-08-13 日産自動車株式会社 電池用樹脂シートの加工装置および加工方法
US10056589B2 (en) 2013-10-31 2018-08-21 Lg Chem, Ltd. Method of manufacturing separator for electrochemical device and separator for electrochemical device manufactured thereby
CN104183867B (zh) * 2014-08-12 2018-06-19 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种单离子导体纳米颗粒增强锂电池隔膜或聚合物电解质的制备方法和应用
CN106784542B (zh) * 2017-02-13 2019-08-06 河北金力新能源科技股份有限公司 一种耐高温多种涂层的锂离子电池隔膜及其制备方法
CN109817865B (zh) * 2018-12-19 2022-10-21 航天科工(长沙)新材料研究院有限公司 一种复合隔膜及其制备方法
CN110571395A (zh) * 2019-08-30 2019-12-13 瑞浦能源有限公司 一种锂离子电池隔膜及其制备方法
CN111244374A (zh) * 2019-12-25 2020-06-05 武汉中兴创新材料技术有限公司 一种结构改进的涂层隔膜及其制备方法
CN111769243B (zh) * 2020-06-29 2021-03-19 珠海恩捷新材料科技有限公司 一种数码电池隔膜及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005268095A (ja) 2004-03-19 2005-09-29 Tomoegawa Paper Co Ltd 電子部品用セパレータ及びその製造方法
JP2006019146A (ja) 2004-07-01 2006-01-19 Tomoegawa Paper Co Ltd 電子部品用セパレータ及びその製造方法
WO2013133074A1 (ja) 2012-03-09 2013-09-12 帝人株式会社 非水系二次電池用セパレータ、その製造方法および非水系二次電池
KR101455943B1 (ko) 2013-10-17 2014-11-04 한양대학교 산학협력단 이차 전지용 분리막, 그 제조 방법, 및 이를 이용한 이차 전지
JP2015220223A (ja) 2014-05-14 2015-12-07 東莞新能源科技有限公司Ｄｏｎｇｇｕａｎ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ セパレータ及びリチウムイオン二次電池
JP2019521469A (ja) 2017-06-13 2019-07-25 シェンチェン シニア テクノロジー マテリアル カンパニー リミテッド マルチコア−モノシェル構造のゲルポリマーコーティングセパレータ及びその製造方法と使用
WO2019192474A1 (en) 2018-04-03 2019-10-10 Shanghai Energy New Materials Technology Co., Ltd. Coating slurries for preparing separators, separators for electrochemical devices and preparation methods therefor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230028799A (ko) 2023-03-02
US20230299423A1 (en) 2023-09-21
JP2023530910A (ja) 2023-07-20
US12531312B2 (en) 2026-01-20
CN111769243A (zh) 2020-10-13
EP4175033A4 (en) 2025-08-27
EP4175033A1 (en) 2023-05-03
CN111769243B (zh) 2021-03-19
WO2022001174A1 (zh) 2022-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103730684B (zh) 一种高安全性全固态锂离子电池及其生产方法
CN101662011B (zh) 一种电池极片及其制备方法和含有该极片的电池
JP4075259B2 (ja) 固体電解質二次電池
CN108321360B (zh) 正极浆料、正极片及储能装置
CN104466188B (zh) 多层复合正极极片和该极片制备方法及应用其的锂离子电池
CN103545559A (zh) 一种叠片式锂离子电池
CN113809278B (zh) 一种电极组件及其应用
CN114284642B (zh) 一种多层涂覆隔膜及其所制备的聚合物电池
CN113224297A (zh) 负极极片、应用所述负极极片的电池以及电子装置
JP7802017B2 (ja) デジタル電池のセパレータ及びその作製方法
CN105552309A (zh) 用于制造电极的方法以及电极制造设备
CN110739491A (zh) 一种用涂胶隔膜制作软包锂电池的制作方法
CN107369811A (zh) 一种柔性极片的制备方法
WO2018196300A1 (zh) 一种锂电池隔离膜的加工工艺及加工设备
WO2023138287A1 (zh) 复合隔膜、电化学装置和终端设备
CN116230855A (zh) 二次电池及电子装置
CN108365271A (zh) 一种一体化柔性固态锂离子电池及其制备方法
CN112838189A (zh) 一种改善锂离子电池高电压体系热滥用的极片及其制备方法
CN114221026A (zh) 一种全固态锂二次电池及其制备方法
CN110233221B (zh) 一种电池隔膜及其制备方法和一种锂离子电池及其制备方法
CN120149739A (zh) 隔膜及其制备方法和电池
CN206422131U (zh) 一种锂电池专用陶瓷隔膜
JP2023530910A5 (ja)
CN118281150A (zh) 干法电极片及其制备系统、方法和电池
CN115732857A (zh) 一种复合隔膜及其制备方法和二次电池

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230712

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230712

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240911

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241008

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250326

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250624

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20250624

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20251001

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20251209

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20251217

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20260106

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7802017

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150